IEC 60794-1-3012023 光纤电缆.第1-301部分总规范.基本光缆试验程序.电缆元件试验方法.弯曲试验 方法G1标准立项发展报告

光纤电缆第1-301部分：总规范基本光缆试验程序电缆元件试验方法弯曲试验方法G1标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:OpticalFibreCables-Part1-301:GenericSpecification-BasicOpticalCableTestProcedures-CableElementsTestMethods-BendTest,MethodG1摘要随着第五代移动通信（5G）、数据中心互联及全光网络建设的加速推进，光纤光缆作为信息传输的核心物理媒介，其产品质量与可靠性直接关系到国家信息基础设施的安全稳定运行。弯曲性能作为光缆在实际敷设与运行过程中最易受到考验的力学指标之一，直接影响光缆的衰减特性与使用寿命。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年4月正式发布IEC60794-1-301:2023《光纤电缆第1-301部分：总规范基本光缆试验程序电缆元件试验方法弯曲试验方法G1》，对光缆元件（特别是光纤）的弯曲试验方法进行了系统性修订与完善。关键词：光纤电缆；弯曲试验；国际电工委员会；光缆试验程序；电缆元件；IEC60794Keywords:opticalfibrecables;bendtest;IEC;opticalcabletestprocedures;cableelements;IEC607941引言1.1标准立项背景光纤通信技术自20世纪70年代商用化以来，已发展成为现代信息社会的核心传输手段。近年来，随着云计算、大数据、物联网及人工智能技术的快速演进，全球光通信网络容量需求持续攀升，光纤光缆的部署规模逐年扩大。据相关行业统计，2023年全球光缆出货量已突破5.5亿芯公里，中国作为全球最大的光缆生产基地，产量占全球总量的一半以上。在光缆的制造、运输、敷设及长期运行过程中，弯曲是光纤承受的最常见机械载荷形式之一。过度弯曲不仅会引起光纤宏弯损耗增大，严重时甚至导致光纤断裂，直接威胁通信网络的安全可靠性。尤其是在光纤到户（FTTH）场景中，光纤往往需要在狭小空间内进行小半径弯曲敷设，对光纤的弯曲性能提出了极为苛刻的要求。因此，建立一套科学、统一且具有良好重复性的弯曲试验方法，对于光缆产品的质量控制、性能评价及国际贸易中的技术互认具有重要的基础性意义。1.2标准修订必要性IEC60794-1-301标准最早发布于2014年，作为IEC60794光缆系列标准中专门针对电缆元件弯曲试验的方法标准，在过去的近十年中为全球光缆行业的质量控制和贸易往来发挥了重要作用。然而，随着光缆技术的快速发展，该版本已难以完全适应当前产业需求，主要表现在以下方面：第一，新型光纤品种不断涌现。以G.657.A1/A2为代表的小弯曲半径光纤已大规模商用，ITU-TG.657系列建议书历经多次修订，对弯曲损耗指标提出了更严格要求，原标准中的试验参数已无法全面覆盖新型光纤的测试需求。第二，试验条件控制精度不足。原标准在温度、湿度等环境条件的容差范围设定上较为宽泛，不同实验室间测试结果的可比性受限，不利于全球范围内的试验结果互认。第三，测试效率有待提升。随着光缆生产规模的扩大和自动化检测技术的普及，业界对试验效率和操作便捷性提出了更高要求。第四，国际标准化格局发生变化。近年来国际电工委员会光纤光缆领域的标准化工作持续更新，相关术语定义、试验原理及设备要求需要与IEC60794其他部分保持高度协同。基于上述背景，IEC第86A技术委员会（光缆系统分技术委员会）于2020年正式启动对IEC60794-1-301的修订工作，历经WG/MT（工作组/维护组）多轮草案讨论、国际标准草案（CD）及最终国际标准草案（FDIS）各阶段评审，最终于2023年4月5日正式发布IEC60794-1-301:2023版本。2标准范围与技术内容2.1标准适用范围IEC60794-1-301:2023规定了光纤电缆中电缆元件（特别是各类单模和多模光纤）的弯曲试验方法G1，用于评估光纤在规定弯曲条件下的衰减变化及机械可靠性。该标准适用于通信光缆产品设计验证、型式试验和质量一致性检验等场景。值得注意的是，该标准所述“弯曲试验”特指静态弯折条件下的弯曲衰减测试，区别于IEC60794-1-306中规定的重复弯曲试验方法和IEC60794-1-308中的扭曲弯曲试验方法。三者共同构成了光缆元件弯曲力学性能测试的完整方法体系。本标准的弯曲方法G1通过将光纤试样紧密缠绕在规定直径的芯轴上，使光纤产生可控的弯曲应变，测量弯曲前后光纤的衰减变化量，以此评价光纤的弯曲敏感性。2.2主要技术内容2.2.1试验原理方法G1的原理是将一定长度的光纤试样以规定圈数缠绕在具有特定直径的芯轴（或心轴）上，在规定的环境条件下保持一定时间后，测量光纤在弯曲状态下的附加衰减。通过将测量结果与弯曲前基准值进行对比，量化光纤的弯曲附加损耗。2.2.2试验装置标准对试验装置提出了明确规定：-芯轴：应由低热膨胀系数的金属材料制成，表面粗糙度Ra不大于0.8μm，直径偏差控制在±0.05mm以内，芯轴直径系列涵盖1.0mm至40mm范围。不同直径的芯轴应清晰标识并定期校准，校准周期不超过12个月。-砝码（张力施加装置）：用于在缠绕过程中给光纤施加规定的轴向张力，推荐张力范围为0.5N～5.0N，精度为±2%。施加的张力应保证光纤紧密贴合芯轴表面且不产生额外的纵向应变。-光学测量系统：由稳定化光源和光功率计组成，光源波长应根据光纤类型选择（典型波长为1310nm、1550nm或1625nm），光源稳定度不低于±0.02dB（15分钟内短期稳定度），光功率计分辨率为0.001dB。-环境控制装置：标准明确规定了试验的标准大气条件，温度为（23±2）℃，相对湿度为（45±5）%RH；在仲裁试验中，温度偏差要求收紧至±1℃。2.2.3试样制备试样应从成品光缆中截取，长度应满足试验和测量所需（推荐不少于2m），取样时应避免对光纤造成任何机械损伤。在制备过程中，应去除光纤的被覆层（若试验要求为裸纤状态），并采用适宜方式制备光纤端面以保证光学测量的准确性。每批试样数量推荐不少于3个，取样位置应沿光缆长度方向均匀分布。2.2.4试验步骤试验步骤包括以下几个关键环节：1.基准衰减测量：在标准大气条件下，将光纤试样以基本无弯曲状态接入测量系统，待光功率稳定后记录基准光功率值，稳定时间不少于5分钟，读取间隔不少于10分钟内的漂移不超过±0.02dB。2.试样缠绕：将光纤以规定的张力、规定的螺距紧密缠绕于芯轴上，缠绕圈数通常为5圈或10圈（可根据产品规范调整），缠绕过程中应避免光纤交叉或重叠，相邻圈间间隙均匀。3.弯曲态衰减测量：缠绕完成后静置规定时间（通常为1分钟），待光功率稳定后记录弯曲状态下光功率值。4.结果计算：按下式计算弯曲附加衰减：\[\alpha_B=10\times\lg\left(\frac{P_0}{P_1}\right)\]式中：αB为弯曲附加衰减（dB）；P0为弯曲前基准光功率（mW）；P1为弯曲状态下光功率（mW）。5.结果判定：将测得的弯曲附加衰减值与产品规范中的允许限值进行比较，判定试验结果是否合格。标准要求同一试样重复测量3次的极差不超过0.05dB，否则应检查试验系统状态并重新试验。2.2.5试验报告标准要求试验报告至少包括以下信息：试样标识与来源、试验条件（温度、湿度）、芯轴直径、缠绕圈数、施加张力、光源波长、测量结果（弯曲附加衰减值）、判定结论及任何偏离标准规定的操作说明。2.3与前一版本的技术差异相较于IEC60794-1-301:2014版本，2023版标准的主要技术变化包括：-扩大了芯轴直径覆盖范围，新增小直径芯轴（如1.0mm、2.5mm、5.0mm等规格）以适应G.657系列耐弯光纤的测试需求；-细化了环境条件控制容差，将温度容差从±3℃收紧至±2℃（仲裁条件下±1℃）；-增加了光源稳定度和光功率计分辨率的具体技术要求，提高了测量系统的性能门槛；-在试验报告中增加对偏离标准操作的必要说明要求，增强了标准的可追溯性；-对试验装置的校准周期和校准方法提出了明确要求。3关键技术问题与解决思路3.1弯曲半径与波长适用性匹配不同光纤类型和应用场景对弯曲试验的严苛程度要求不同。例如，G.652.D标准单模光纤在弯曲半径为30mm时弯曲附加损耗一般不超过0.1dB，而G.657.A2耐弯光纤在弯曲半径为7.5mm时的弯曲附加损耗要求不大于0.03dB（1550nm波长）。为此，标准采用了“固定芯轴直径系列+按产品规范选择试验参数”的灵活框架，允许产品规范根据具体光纤类型选用适当的芯轴直径、缠绕圈数和测量波长，兼顾了标准的统一性和适用性。3.2试验重复性与再现性为保证不同实验室间的测试结果可比性，标准从多个维度做了约束：一是明确了芯轴表面质量要求，避免因芯轴表面状态差异导致的摩擦效应不同；二是规定了缠绕张力的施加方式与精度范围；三是对光源的波长精度、稳定度及功率计的线性度提出了明确技术指标；四是通过仲裁条件下的更严格公差设定，为有争议的测试结果提供复核依据。4标准实施的意义4.1对光纤光缆产业的技术支撑作用IEC60794-1-301:2023的发布实施，为全球光纤光缆制造企业提供了统一、规范的弯曲性能评价工具。一方面，制造商可依据该标准对产品进行准确可靠的弯曲性能测试，有效控制产品质量一致性；另一方面，统一的测试方法有助于不同制造商产品之间的性能横向对比，为采购方选型提供客观依据。特别是对于我国光缆出口企业而言，该标准的实施有助于减少因试验方法差异导致的贸易技术壁垒，降低产品出口检测成本。据估算，采用国际统一的试验方法后，企业在产品认证环节的重复测试费用可降低约30%，认证周期可缩短约2～3周。4.2对通信网络建设质量保障的意义随着光纤进一步向用户端延伸，光缆敷设环境日趋复杂，弯曲受力场景增多。通过严格规范的弯曲试验，可有效筛选出弯曲性能不达标的光纤产品，从源头上减少因弯曲损耗过大导致的网络信号劣化问题。这对保障5G前传网络、千兆光网及数据中心互联的传输质量具有重要意义。4.3对标准化体系建设的推动意义该标准的修订发布进一步完善了IEC60794光缆系列标准体系，与IEC60794-1-2（光缆产品规格标准）、IEC60794-1-21（机械性能试验方法）、IEC60794-1-22（环境性能试验方法）等标准形成了更加协调一致的方法体系，为全球光缆行业提供了更加系统完整的技术规范支撑。5标准修订的主要参与单位5.1国际电工委员会第86A技术委员会IEC60794-1-301:2023由国际电工委员会第86A技术委员会（IECTC86A，光缆系统分技术委员会）负责制定和维护。TC86A的秘书处设在意大利，现有积极参与成员国（P成员）20余个，观察成员国（O成员）10余个，汇集了来自全球主要光缆制造商、电信运营商、检测认证机构及科研院所的数十位专家。TC86A下设多个工作组（WorkingGroup）和维护组（MaintenanceTeam），其中负责光缆试验方法标准的工作组汇聚了来自中国、美国、德国、日本、法国、韩国等国家的主要光缆企业和研究机构，定期召开会议讨论标准制修订技术问题。5.2主要参编单位介绍——长飞光纤光缆股份有限公司在IEC60794-1-301:2023的修订过程中，中国国家委员会派出的专家团队发挥了重要作用，其中长飞光纤光缆股份有限公司（以下简称“长飞公司”）作为中国光缆行业的领军企业，深度参与了该标准的技术论证和文本编制工作。长飞光纤光缆股份有限公司成立于1988年，总部位于湖北省武汉市，是全球领先的光纤预制棒、光纤及光缆产品研发制造企业，也是全球唯一同时掌握PCVD（等离子体化学气相沉积）、OVD（外部气相沉积）和VAD（气相轴向沉积）三种主流光纤预制棒制备技术的企业。公司光纤光缆产品广泛应用于全球90多个国家和地区，年光纤产能超过1亿芯公里，产销量连续多年位居全球前列。在IEC60794-1-301:2023修订工作中，长飞公司技术专家凭借在光纤弯曲性能研究和测试方面的深厚积累，重点围绕以下方面做出了积极贡献：第一，新型耐弯光纤测试适用性验证。长飞公司依托其领先的G.657系列耐弯光纤产品线，组织开展了多轮试验验证工作，系统评估了小直径芯轴条件下不同结构光纤的弯曲衰减行为，为新版标准中小直径芯轴系列参数的设定提供了翔实的试验数据支撑。第二，试验参数优化建议。基于大量的对比试验数据，长飞公司向工作组提出了关于缠绕张力、环境条件容差、测量系统性能要求等方面的优化建议，多项建议被工作组采纳并纳入最终标准文本。第四，标准文本的审核与完善。长飞公司专家参加了多轮工作组会议和标准草案评审，就标准文本中涉及的术语定义一致性、条款表述清晰性及与IEC60794系列其他标准部分的协调性提出了大量建设性意见。除长飞公司外，国内还有烽火通信科技股份有限公司（现更名为烽火藤仓光纤科技有限公司）、江苏亨通光电股份有限公司、中国信息通信研究院（原中国信息通信研究院泰尔终端实验室）等单位的专家也参与了该标准的国内对口研究和意见反馈工作，共同推动了我国在该国际标准制定中的话语权提升。6我国采标建议6.1采标必要性分析我国现行国家标准GB/T9771系列和通信行业标准YD/T769等对光纤的弯曲性能要求已有明确规定，但在试验方法层面与IEC60794-1-301:2023存在一定差异。为促进我国光缆产品标准与国际标准接轨，降低国际贸易壁垒，建议尽快启动该标准的转化工作，将其等同采用（IDT）为国家标准或行业标准。6.2采标工作建议建议由全国通信标准化技术委员会（TC485）归口，组织国内相关企事业单位和检测机构成立标准起草组，在充分消化吸收新版IEC标准技术内容的基础上，结合我国光缆产业实际情况，完成标准的翻译、审查和报批工作。同时建议组织开展新版试验方法的验证试验，对比新旧方法在典型光缆产品上的测试结果差异，为过渡期内的方法转换提供技术指导。7结论与展望IEC60794-1-301:2023的发布是光缆元件弯曲试验方法领域的一项重要标准化成果。该标准在充分吸收近年来光纤技术发展和产业实践经验的基础上，对弯曲试验方法的各项技术要素进行了系统优化和完善，为全球光缆行业提供了更加科学、精确、可重复的弯曲性能评价工具。从产业发展角度看，该标准的实施将有力促进光缆产品质量的持续改进和技术创新，同时也为光缆产品的国际贸易和技术交流提供了更加顺畅的技术通道。从标准化工作角度看，该标准的修订进一步丰富了IEC60794系列标准的方法体系，展现了国际标准紧跟技术前沿、服务产业需求的能力。展望未来，随着空芯光纤、多芯光纤等新型光纤技术的持续突破，以及人工智能技术在光缆检测领域的深入应用，弯曲试验方法还将面临新的挑战和机遇。建议国内相关单位持续跟踪IECTC86A的标准化工作动态，积极参与国际标准制修订活动，不断提升中